矿井瓦斯

矿井瓦斯瓦斯（methane）是井下煤岩涌出的各种气体的总称，其主要成份是以甲烷为主的烃类气体，有时也专指甲烷，在我国矿井的实际条件下，瓦斯主要是指甲烷，是腐植型有机物(植物)在成煤过程中生成的。

煤体中的瓦斯含量是一定的，但以游离状态和吸附状态存在的瓦斯量是可以相互转化的。

当温度降低或压力升高时，一部分瓦斯将由游离状态转化为吸附状态，这种现象叫做吸附。

反之，如果温度升高或压力降低时，一部分瓦斯就由吸附状态转化为游离状态，这种现象叫做解吸。

瓦斯含量是指单位重量或体积的煤岩中在一定温度和压力条件下所含有的瓦斯量，即游离瓦斯和吸附瓦斯的总和，以m3／m3（煤）或m3／t（煤）表示。

一般将煤层由露头自上向下分为四个瓦斯带：CO2—N2带、N2带、N2—CH4带、CH4带.前三个带总称为瓦斯风化带，第四个带为甲烷带。

围岩透气性越大，煤层倾角越大、开放性断层越发育、地下水活动越剧烈，则瓦斯风化带下部边界就越深。

有露头的煤层往往比无露头的隐伏煤层瓦斯风化带深。

影响瓦斯含量的因素:1、煤的变质程度2、煤层的地质历史3、煤层和围岩的透气性4、地质构造5、煤层露头6、埋藏的深度和地形7、地下水的活动煤层瓦斯压力是指煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，即气体作用于孔隙壁的压力。

煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量的一个主要因素，当煤的吸附瓦斯能力相同时，煤层瓦斯压力越高，煤中所含瓦斯量也就越大。

测定煤层瓦斯压力时，通常是从围岩巷道(石门或围岩钻场)向煤层打孔径为50一70mm的钻孔，孔中放测压管，将钻孔密封后，用压力表直接进行测定。

在煤层或其附近进行采掘工作时，煤岩的原始状态由于采动影响受到破坏，发生破裂、卸压膨胀变形、地应力重新分布等变化，且部分煤岩的透气性增加。

游离瓦斯在其压力作用下，经由煤层的裂隙通道或暴露面渗透流出并涌向采掘空间。

随着游离瓦斯的流出，煤体里面的瓦斯压力下降，从而破坏了原有的动平衡，一部分吸附瓦斯将解吸转化为游离瓦斯并涌出。

矿井瓦斯基础知识一、矿井瓦斯的概念矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生气体，是指煤矿井下以甲烷（CH4）为主的有毒有害气体的总称。

二、瓦斯的性质矿井瓦斯通常指甲烷，是一种无色无味的气体，在标准状态下其密度为0.554。

甲烷扩散性强，扩散速度是空气的1.34倍，具有燃烧和爆炸性。

三、瓦斯的危害1、窒息：当瓦斯浓度达到43％时，氧气冲淡到12％，人会感到呼吸困难；当瓦斯浓度达到57％时，氧气冲淡到9％，人就会窒息、死亡。

2、燃烧、爆炸：当瓦斯与空气混合达到一定浓度时，遇高温火源能燃烧、爆炸。

3、煤与瓦斯突出：摧毁、堵塞巷道，甚至引起人员窒息死亡、瓦斯爆炸。

四、瓦斯爆炸1、瓦斯爆炸的概念：瓦斯是一种能燃烧和爆炸的气体，瓦斯爆炸就是空气中氧气（O2）与瓦斯（CH4）进行剧烈氧化反应的结果，会产生二氧化碳和水蒸汽，并释放出大量的热量，这些热量能使反应过程中生成的二氧化碳和水蒸气迅速膨胀并形成高温、高压，并以极高的速度向外冲出，而产生动力现象。

2、瓦斯爆炸的必备条件：一是，一定的瓦斯浓度：当瓦斯浓度在5％～16％之间才能爆炸。

浓度不同，燃烧和爆炸的特性也不同，当瓦斯浓度小于5％时参加反应的瓦斯少，不能形成热量积聚，瓦斯不爆炸只燃烧；当瓦斯浓度达5％～9.5％时爆炸威力迅速增强，通过实验测定当瓦斯浓度在8.5％时，瓦斯全部参加反应，威力最强；当瓦斯浓度达9.5％～16％时爆炸威力逐渐减弱；当瓦斯浓度高于16%时，由于氧气含量不足，热量被多余的瓦斯和周围其他介质吸收而降温，不能爆炸。

二是，一定的引火温度：瓦斯最低点燃温度为引火温度，在650～750℃。

三是，充足的氧气：瓦斯爆炸界限随混合气体中氧气浓度降低而缩小，当氧气浓度下降瓦斯爆炸下限缓慢上升，而上限迅速下降；当氧气浓度小于12％时，瓦斯则失去爆炸性，遇火不爆炸。

五、瓦斯爆炸产生的危害1、爆炸温度高，瓦斯爆炸瞬时温度可达1850～2650℃之间，能烧伤人员、烧坏设备，并能引起火灾，扩大灾情。

矿井瓦斯矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。

有时单独指甲烷（沼气）。

它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。

在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。

另外，在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。

目录编辑本段瓦斯瓦斯的定义瓦斯是无色、无味、无臭的气体，但有时可以闻到类似苹果的香味，这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。

瓦斯对空气的相对密度是0.554，在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg，所以，它常积聚在巷道的上部及高顶处。

瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。

瓦斯的燃烧、爆炸性是矿井主要灾害之一。

瓦斯的赋存状态瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的。

瓦斯在煤内的存在形态示意图游离状态也称为自由状态，这种瓦斯以自由气体状态存在于煤体或围岩的裂缝、孔隙之中，其量的大小主要决定于贮存空间的体积、压力和温度。

吸着状态又称结合状态，其特点是瓦斯与煤或某些岩石结合成一体，不再以自由气态形式存在。

按其结合形式不同又可分为吸附及吸收两种。

吸附状态是由于固体粒子与气体分子之间分子吸引力的作用，使气体分子在固体粒子表面上紧密附着一个薄层；吸收状态是气体分子已进入煤分子团的内部。

几种状态的瓦斯处于不断变化的动平衡之中，在一定条件下会互相转化。

当压力、温度变化时，游离瓦斯转化为吸着瓦斯称为吸附，吸附瓦斯转化为游离瓦斯称解吸。

编辑本段矿井瓦斯等级的划分矿井瓦斯等级是以相对瓦斯涌出量的大小来划分的。

《煤矿安全规程》规定，在一个矿井中，只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级工作制度进行管理。

矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：低瓦斯矿井矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10立方米/吨且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40立方米/分。

矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。

有时单独指甲烷(沼气)。

而且是无色、无味、无度的气体，瓦斯比空气轻，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸，或发生煤（岩）于瓦斯突出，摧毁、堵塞巷道。

瓦斯爆炸的三个条件是什么？(1)瓦斯浓度为5％～16％。

(2)存在高温火源且火源存在时间大于瓦斯爆炸的感应期。

(3)氧气浓度达到12％以上。

在一个矿井中，只要有一个煤(岩)层发现瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井。

由受采动影响的煤层、岩层，以及由采落的煤、矸石向井下空间均匀地放出瓦斯的现象。

这种现象称为瓦斯涌出。

矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度规定如下，矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超过0.75%时，必须立即查明原因,进行处理。

采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。

采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0％时，必须停止用电钻打眼；爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0％时，严禁爆破。

采掘工作面及其他作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.5％时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。

采掘工作面及其他巷道内，体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0%时，附近20m内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。

对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到1.0%以下时，方可通电开动。

采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。

局部通风机停止运转恢复通风前，必须首先检查瓦斯，只有停风区中最高瓦斯浓度不超过1.0%和最高二氧化碳浓度不超过1.5%，且符合《煤矿安全规程》第一百二十九条开启局部通风机的条件时，方可人工开启局部通风机，恢复正常通风。

矿井瓦斯一、概述1．矿井瓦斯的概念矿井瓦斯是指煤矿井下以甲烷(CH4）为主的有毒有害气体的总称，有时单独指甲烷。

煤矿井下生产过程中还会产生较多种类的有毒有害气体，如一氧化碳（CO）、硫化氢（H2S）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、和氨气（NH3）等，它们对人体都有毒害和刺激作用。

煤矿开采大部分是地下作业依靠通风把新鲜空气送到各作业场所，并不断地把污浊空气排出地面，为保证矿井空气质量符合环保要求，《规程》第一百条对氧气最低浓度，二氧化碳和其他有害气体的最高允许浓度作了明确规定，下面就矿内空气和其他有害气体作一简单介绍。

（一）、矿内空气氧气（O2）20.96%氮气（N2）79%二氧化碳（CO2）0.04%1、氧气（O2）是维持人体生命和劳动不可缺少的气体人呼吸所需要的氧气取决于人的体质、劳动强度和精神紧张程度，当静止状态时约需0.25L／min、工作时为1～3L／min劳动强度大则需3L／min以上。

呼吸过程中，如果氧气含量降低，将会产生不同的生理反应。

《规程》规定（O2）不低于20％2、二氧化碳（CO2）是无色、略带酸臭味的气体。

比重为1.54、对人的呼吸系统有刺激作用，不助燃，也不可燃。

空气中（CO2）含量对人体的影响来源：坑木的腐烂和氧化、矿内火灾或瓦斯煤尘爆炸、人的呼吸、煤岩中喷出等。

《规程》第一百条规定采掘工作面进风流中，CO2的浓度不得超过0.5％，工作面回风流中第136条另有规定（二）、矿内主要有毒有害气体1、一氧化碳（CO）是无色、无味、无臭的气体。

比重0.97，极毒，具有可燃性和爆炸性，爆炸界限为13～75%遇火源有爆炸危险。

一氧化碳具有强烈的毒性，它的毒性在于血色素对它的亲合力比对氧的亲合力大250～300倍，一旦吸入一氧化碳阻碍血色素与氧的正常结合，就会使人体各部分组织和细胞产生缺氧现象，因而引起窒息和中毒以致死亡。

来源：煤炭自燃以及瓦斯，煤尘爆炸，井下爆破，矿井火灾等。

煤矿瓦斯基本技术知识1．瓦斯性质及瓦斯参数测定瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，有时单独指甲烷。

瓦斯是一种无色、无味、无臭、可以燃烧或爆炸的气体，难溶于水，扩散性较空气高。

瓦斯无毒，但浓度很高时，会引起窒息。

瓦斯在煤层中的赋存形式主要有两种状态：在渗透空间内的瓦斯主要呈自由气态，称为游离瓦斯或自由瓦斯，这种状态的瓦斯服从理想气体状态方程；另一种称为吸附瓦斯，它主要吸附在煤的微孔表面上和在煤的微粒内部，占据着煤分子结构的空位或煤分子之间的空间。

实测表明，在目前开采深度下(1000～xxm以内)煤层吸附瓦斯量占70％～95％，而游离瓦斯量占5％～30％。

煤层瓦斯含量是指单位质量煤体中所含瓦斯的体积，单位为m3/t。

煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数据，是矿井通风及瓦斯抽放设计的重要参数。

煤层在天然条件下，未受采动影响时的瓦斯含量称原始含量；受采动影响，已有部分瓦斯排出后而剩余在煤层中的瓦斯量，称残存瓦斯含量。

影响煤层原始瓦斯含量的因素很多，主要有：煤化程度、煤层赋存条件、围岩性质、地质构造、水文地质条件等。

2．矿井瓦斯涌出及瓦斯等级开采煤层时，煤体受到破坏或采动影响，贮存在煤体内的部分瓦斯就会离开煤体而涌入采掘空间，这种现象称为瓦斯涌出。

矿井瓦斯涌出形式可分普通涌出和特殊涌出两种。

矿井瓦斯涌出量是指开采过程中正常涌入采掘空间的瓦斯数量，瓦斯涌出量的表示方法有两种：绝对瓦斯涌出量——单位时间涌入采掘空间的瓦斯量，单位为m3／min；相对瓦斯涌出量——单位质量的煤所放出的瓦斯数量，单位为m3／t。

影响矿井瓦斯涌出量的因素主要有煤层瓦斯含量、开采规模、开采程序、采煤方法与顶板管理方法、生产工序、地面大气压力的变化、通风方式和采空区管理方法等。

《煤矿安全规程》规定，一个矿井中只要有一个煤(岩)层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。

瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。

根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：低瓦斯矿井、高瓦斯矿井和煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。

矿井瓦斯危害及防治一．矿井瓦斯矿井瓦斯——矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。

（分析表明CH4占80%－90%），其性质有：1）瓦斯是一种无色、无味、无臭的气体。

要检查空气中是否含有瓦斯及其浓度，仅靠人的感观检查是不行的，必须实用专用的瓦斯检测仪才能检测出来。

2）瓦斯比空气轻，对空气的相对密度为0.554.在风速低的情况下它会积聚在巷道顶部、冒落空洞和上山迎头等处，因此必须加强这些部位的瓦斯检查和处理。

3）瓦斯有很强的扩散性。

一处有瓦斯涌出，就能扩散到巷道附近。

这样，既增加了检查瓦斯涌出源的难度，也使瓦斯的危害范围扩大。

4）瓦斯的渗透性很强。

在一定瓦斯压力和地压共同作用下，瓦斯能从煤岩中向采掘空间涌出，甚至喷出或突出。

利用这个特性向煤层中打钻抽放瓦斯，可降低煤层瓦斯赋存量并变害为利、开发利用。

5）矿井瓦斯具有燃烧性和爆炸性。

瓦斯与空气混合到一定浓时，遇到引爆热源就能引起燃烧或爆炸，严重影响和威胁矿井安全生产，一旦形成灾害事故，常会给国家财产和职工生命健康造成巨大损失。

2.矿井瓦斯的涌出形式：瓦斯涌出——生产中，煤（岩）层中的瓦斯不断向采掘面的空间、井巷内释放的现象。

涌出形式分：1）普通涌出：瓦斯通过煤体或周围的细微裂隙，从其暴露上均匀、缓慢，连续不断地放出的形式。

它是井下瓦斯涌出的主要形式，其特点是时间长、涌出量大、范围大，不易觉察。

2）特殊涌出：特殊涌出又分喷出和突出。

喷出----大量瓦斯在核动力状态下，从煤层、围岩的裂隙中快速放出的现象。

特点：发生在局部地点，喷出时间有长有短，即几小时到几天，几个月到几年，喷出量大。

突出——在地应力和瓦斯压力的共同作用下，破碎的煤和瓦斯由煤体突然向采掘空间喷出的现象。

特点：涌出突然，时间短，速度快，且大量集中，伴有强大的冲击动力和声响，有很大的破坏性，对矿井安全生产威胁很大。

例：1975年8月8日，重庆天府矿务局三江坝一矿在主平硐放震动炮揭穿6号煤层时发生了突出，突出煤12780吨，瓦斯140×104m3,这是我国的最大一次突出。

矿井瓦斯的概念:广义的矿井瓦斯是指井下有害气体的总称。

狭义的矿井瓦斯是指甲烷。

瓦斯流动场. 瓦斯在煤层中由高压流向低压，在煤层中即形成一定的流动范围——瓦斯流动场。

瓦斯抽的目的:1预防瓦斯超限与确保矿井安全生产。

2无保护层可采的矿井，预抽瓦斯可作为区域性或局部防突措施来使用。

3.开采保护层并具有抽放瓦斯系统的矿井，抽放被保护层的卸压瓦斯。

4.开发利用瓦斯资源，变害为利. 瓦斯抽放的意义:1.瓦斯抽放是消除煤矿重大瓦斯事故的治本措施.2.瓦斯抽放能够解决矿井仅靠通风难以解决的问题.降低矿井通风成本.3.瓦斯抽放能够利用宝贵的瓦斯资源。

瓦斯抽放的条件:1一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3／min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。

2.矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件①大于或等于40m3／min；②年产量1.0～1.5Mt的矿井，大于30m3/ min；③年产量0.6～1.0Mt的矿井，大于25m3/min；④年产量0.4～0.6Mt的矿井，大于20m3/min；⑤年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15 m3/min。

3.开采保护层时应考虑抽放被保护层瓦斯。

4开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。

应达到的指标1）突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的瓦斯压力以下。

若没有能考察出煤层始突深度的瓦斯含量或压力，必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下下：2）瓦斯涌出量主要来自于邻近层或围岩的采煤工作面瓦斯抽采率应满足表1规定，瓦斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面前方20m以上范围内煤的可解吸瓦斯量应实用文档满足表2规定。

3采掘工作面风速不得超过4m/s，风流中瓦斯浓度不得超过1%4）矿井瓦斯抽采率确保矿井正常通风能力足以满足要求、限制不合理地增加矿井风量。

瓦斯抽放方法:1按抽放瓦斯来源分类①本煤层瓦斯抽放②邻近层瓦斯抽放③采空区瓦斯抽放2.按抽放与采掘时间关系分类①采前抽放：预抽②采中抽放：③采后抽放：采空区抽故3.按抽放工艺分类①巷道抽放法②钻孔抽放法：③巷道、钻孔混合抽放法4.按煤层卸压因素分类①未卸压抽放②卸压抽放(2) 本煤层瓦斯抽放的分类本煤层未卸压抽采决定未卸压煤层抽采效果的关键性因素，是煤层的自然透气性系数。